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使用Webhook为Kubernetes实现基于标签的权限控制

时间:2021-03-16 23:07     来源/作者:新钛云服

使用Webhook为Kubernetes实现基于标签的权限控制

Kubernetes支持名称空间级别的权限控制。但是,有时这不能满足我们的要求。例如,在Akraino ICN项目中,我们有一些高级权限要求:多个用户可以在同一名称空间中创建,更新或删除一种资源,但不能更新或删除其他人创建的对象。

为了满足这一要求,我们使用Webhook在Kubernetes中设计并实现了基于标签的权限控制机制。通常,webhooks用于验证资源或设置资源的默认值。在本文中,我们使用webhook来控制权限。

许可系统的设计

在Kubernetes中,用户或服务帐户可以绑定到一个或多个角色。每个角色定义其权限规则。例如,以下定义要求sdewan-test角色可以在默认名称空间中创建或更新类型为Mwan3Rule的自定义资源实例(CR),并且可以获取Mwan3Policy CR。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 

kind: Role 

metadata: 

  Annotations: 

  name: sdewan-test 

  namespace: default 

rules: 

- apiGroups: 

  - "" 

  resources: 

  - mwan3rules 

  verbs: 

  - create 

  - update 

- apiGroups: 

  - "" 

  resources: 

  - mwan3policies 

  verbs: 

  - get 

我们使用json格式的注释sdewan-bucket-type-permission扩展了角色。

在注释中,我们可以定义基于标签的权限。例如,下面显示的角色扩展了sdewan-test角色权限:sdewan-test只能创建/更新带有标签sdewan-bucket-type=app-intent或sdewan-bucket-type=k8s-service的Mwan3Rule(json键指定自定义资源类型)CR。而且它只能获得带有标签sdewan-bucket-type=app-intent的Mwan3Policy CR。

实际上,我们也支持通配符匹配。例如,我们可以使用mwan3*来同时匹配mwan3policies和mwan3rules。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 

kind: Role 

metadata: 

annotations: 

  sdewan-bucket-type-permission: |- 

    { "mwan3rules": ["app-intent""k8s-service"], 

    "mwan3policies": ["app-intent"] } 

name: sdewan-test 

namespace: default 

rules: 

- apiGroups: 

"" 

resources: 

- mwan3rules 

verbs: 

create 

update 

- apiGroups: 

"" 

resources: 

- mwan3policies 

verbs: 

- get 

Kubernetes Webhook负责解析角色注释。让我用简单的词来描述什么是准入webhook。我们可以将webhook视为Web服务,通常它在Kubernetes集群中作为pod运行。

当Kubernetes api收到请求时,kube-api可以在将对象保存到etcd中之前调用webhook API。如果webhook返回allowed=true,则kube-api继续将对象持久保存到etcd中。否则,kube-api拒绝该请求。

Webhook请求主体具有一个名为userInfo的字段,该字段指示谁在发出Kubernetes api请求。从用户信息中,webhook可以获取角色信息,然后获取角色注释。通过将注释中描述的标签级别权限与CR标签进行比较,webhook可以决定是否允许该请求。

实施权限控制系统

我们已经通过Akraino ICN项目中的kubebuilder框架实现了基于标签的权限系统。这里的假设是已经实现了一些自定义资源定义(CRD)(例如Mwan3Policy和Mwan3Rule)和相应的控制器。

Kubebuilder可以生成基本的CRD,控制器代码和Webhook代码。要创建一个新的webhook,我们运行以下kubebuilder命令:

kubebuilder create webhook --group batch --version v1 --kind CronJob --programmatic-validation 

此命令利用controller-runtime builder来创建验证Webhook。该命令还会创建webhook server,该server接受来自kube-api服务器的https请求。它甚至生成解析http请求正文并将其转换为CRD结构实例的代码。

开发人员只需要编写代码来验证CRD实例内容。这对于大多数Webhook情况都是有用的。但这不能满足我们的要求,因为我们需要位于https请求正文中的UserInfo而不是CRD实例。

使用Webhook为Kubernetes实现基于标签的权限控制

我们重用了kubebuilder生成的webhook server,但自己实现了处理程序。上图显示了处理程序的处理流程。处理程序接受“ admission.Request”作为输入,其中包含UserInfo。在处理程序中,我们获得用户角色信息和CR标签。

  • 获取用户角色信息。

userinfo在请求正文中。为了从userinfo获取角色信息,处理程序必须向kube-api请求用户的角色信息。处理程序使用serviceaccount令牌作为身份验证将请求发送到kube-api。首先,处理程序发送一个请求以获取用户的角色绑定信息。然后,它发送第二个请求以从角色绑定信息中获取角色信息。默认情况下,角色绑定资源在“ .subjects”字段上没有索引器,这意味着我们无法在kube-api请求中过滤角色绑定,除非我们为角色绑定添加以下索引器:

err = mgr.GetFieldIndexer().IndexField(context.Background(), &rbacv1.RoleBinding{}, ".subjects", func(rawObj runtime.Object) []string { 

var fieldValues []string 

rolebinding := rawObj.(*rbacv1.RoleBinding) 

for _, subject := range rolebinding.Subjects { 

        if subject.Kind == "ServiceAccount" { 

                fieldValues = append(fieldValues, fmt.Sprintf("system:serviceaccount:%s:%s", subject.Namespace, subject.Name)) 

        } else { 

                fieldValues = append(fieldValues, subject.Name

        } 

return fieldValues 

  • 获取CR信息

来自用户的请求可能是创建,更新或删除资源。对于创建或更新请求,处理程序从请求正文中提取CR信息。对于删除请求,处理程序只能获取CR名称,而不能获取整个实例。因此需要调用kube-api来获取CR信息

  • 考虑角色和ClusterRole

除了角色外,还可以在ClusterRole中定义用户权限。区别在于,角色始终在单个名称空间中定义权限,而ClusterRole可以在整个群集中定义权限。因此,我们还需要检查ClusterRole中的注释。解析角色信息时,我们只关心与CR具有相同名称空间的角色。

测试与实验

现在,我要介绍如何测试和试验基于标签的权限。在ICN中,此功能是通过kubebuilder与某些CRD/控制器一起开发的。Webhook支持https,但不支持http。因此,我们需要Webhook server的认证。

我们使用cert-manager插件来填充Webhook server的证书。同时,我们还将证书注入到webhook配置中,以便kube-api在发送webhook请求时可以使用证书。对于开发或本地测试用例,其中Webhook从本地而不是Pod运行,我们需要手动配置证书。

一旦建立了网络连接,我们就可以为测试创建角色和角色绑定。让我们创建以下角色并将其绑定到用户。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 

kind: Role 

metadata: 

namespace: default 

namecreate-intent 

annotations: 

  sdewan-bucket-type-permission: |- 

    { "mwan3policies": ["app-intent"] } 

rules: 

- apiGroups: ["batch.sdewan.akraino.org"

resources: ["mwan3policies"

verbs: ["get""watch""list""delete""create"

允许用户创建标签为“sdewan-bucket-type:app-intent”的mwan3policies,但不能创建其他标签。这里一个具体的例子是,用户可以创建下面左边的CR,而不是下面右边的CR。

如果我们尝试创建下面右边的CR,则会收到错误消息“Error from server (Your roles don't have the permission): error when creating "config/samples/batch_v1alpha1_mwan3policy.yaml"。

使用Webhook为Kubernetes实现基于标签的权限控制

结论

Webhook是kubernetes的一个很好的功能,它赋予kubernetes更大的灵活性。开发人员可以使用它来实现许多有用的功能。

Controller-runtime项目提供了builder工具,通过它我们可以轻松创建两种类型的Webhook:验证Webhook和Mutating Webhook。验证Webhook用于验证kube-api的资源,而Muting Webhook可以更新资源字段的值,例如设置默认值。

有时,这两种类型的Webhook都不符合我们的要求。例如,在本文中,我们需要获取不在资源正文中的userinfo。在这种情况下,我们需要自行开发大多数处理程序代码,而不是使用builder工具。

参考链接:

Kubebuilder book: https://book.kubebuilder.io/introduction.html

Controller-runtime doc: https://github.com/kubernetes-sigs/controller-runtime/blob/master/pkg/doc.go

Akraino SDEWAN agent design: https://wiki.akraino.org/display/AK/Sdewan+config+Agent

Label based permission control patch: https://gerrit.akraino.org/r/c/icn/sdwan/+/3509

*本文部分内容翻译自https://01.org/kubernetes/blogs/chengli3/2020/implement-label-based-permission-control-kubernetes-using-webhook,如有侵权请联系删除

原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/ivMGSjocffE2KQEMSjblAA

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